原创 陀螺小知识

【提示】小陀螺虽然在很快地转动，但它的每个点和转轴之间的距离却没有变，每个点都在与转轴相垂直的平面里做着圆周运动，每个点的速度方向在圆的切线上，而这些切线又都在一个平面内。按照惯性原理，这些点在运动中始终处在原先的平面里。这样，便保持了转轴方向，形成了动中有不动的现象，这是转动惯性的一种表现。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

                                                生活中的陀螺

 高速旋转的物体有一个特性，就是它能保持转轴的方向不变，这叫陀螺的稳定性。两个轮子的自行车，只有走起来才不倒，原因之一就是它的轮子像两个陀螺，转起来以后，能保持原来的转轴方向，不使车子歪倒。轮子转得越快，稳定性就越高，车就越不易倒。轮子转慢了，稳定性就差，“定车”可就要有点技巧呢。

早期的枪炮，枪筒和炮筒里都是光溜溜的，子弹打出去，东倒西歪，打不中目标。这是因为子弹向前运动时不能保持一定的姿式，再加上空气阻力和重力的影响造成的。怎么办呢？人们从小陀螺里得到了启发，在枪筒和炮筒里刻上一道道螺旋形小槽，子弹沿着这一圈圈螺旋线射出后，自己就会打起转来，像陀螺那样保持住转轴方向不变，使弹头总是对准目标。射中目标以后，由于惯性它仍然转动，又会像钻头那样钻进目标，大大提高了命中率和杀伤力。现代步枪子弹射出时每秒钟能转3600圈呢！

                                             高科技中的陀螺

 舰船在浩瀚的大海里，飞机在茫茫的天空中，都需要随时知道自己的航向、姿式、位置和速度。这对于地面上的车辆不是什么难题，看看四周的建筑、山河就能辨别，还可以问问人，找个向导。对于四面八方都是大海、蓝天甚至是太空的舰船、飞机、飞船来说，这就是大难题了：拿什么去比较辨别呢？去问谁呢？人们想到了陀螺，根据陀螺的特性，制造了陀螺仪，让它来当向导。

陀螺仪主要由高速转动的陀螺和灵活的方向支架组成。陀螺用摩擦力很小的轴承支承在内环上，内环又用轴承支承在外环上，外环又通过轴承支承在基座上。陀螺的转速极高，它总保持着原定的方向，由于方向支架的摩擦力很小，向哪个方向都能转，就大大减少了外力对陀螺的影响。这样一来，不管怎样航行，基座随着飞机和舰船怎样变动，陀螺总是指着原来的方向，稳定地绕轴高速旋转，驾驶员通过陀螺仪就能知道航行情况了，这就是陀螺导航。如果在飞机、导弹、人造卫星、宇宙飞船里安上陀螺仪，让它带动自动控制系统，就能实现自动导航。

陀螺仪上天离不开陀螺，入地也要用上它。在挖掘隧道时，四面黑洞洞的，怎样才能确定方向呢？这也要让陀螺仪去当向导。所以，陀螺仪在采矿、筑路、石油勘探、海底开发、地震测量等方面都有着广泛的应用。

                             人造地球卫星的双旋稳定技术

人造地球卫星上装有各种仪器，它能观测气象、转播电视电话、搜集地面和太空情报，还要用无线电波把搜集到的情报随时报告给人们。这样，就要求卫星上天以后，不能东倒西歪，任意翻滚，应该让它保持一定的姿态。比如，天线应当总是对准地球。怎样让它的姿态稳定呢？人们又想到了陀螺：使人造卫星绕着规定的轴自转起来，让它成为一个“陀螺”，根据陀螺的稳定性原理，它的轴总是指着规定的方向，这就保持了一定的姿态。但是，天线跟着转就不能对准地球了，怎么办？就让天线和必要的部分沿着同一轴反方向旋转，于是，天线就总是对准地球了。这就是人造地球卫星的双旋稳定技术。

Sun Mar 4 2007

18:47:27 UTC+0800